Classificação de lâminas de madeira de Pinus spp por espectroscopia óptica

Abstract

Com a expansão das indústrias de laminação e mercados cada vez mais exigentes, estas empresas devem ser mais eficientes quanto aos processos industriais empregados, utilizando informações seguras, precisas e diretamente relacionadas ao produto que se deseja obter. Assim a busca por novas tecnologias que garantam a uniformidade da qualidade dos produtos tem se tornado constante. Frente a essa abordagem, o presente trabalho de pesquisa teve como objetivo estudar a potencialidade de medidas espectroscópicas combinadas a ferramentas quimiométricas para classificação de lâminas de madeiras de Pinus spp. A amostragem foi coletada na Indústria de Compensados e Laminados Lavrasul, localizada na cidade de Canoinhas, no Estado de Santa Catarina. O material foi selecionado aleatoriamente no processo industrial, a fim de simular toda heterogeneidade da matéria-prima. Dos corpos-de-prova foram coletados os espectros em espectrofotômetro de infravermelho próximo, na faixa de 1100 – 2500 nm, e posteriormente sofreram a analise pelos seus métodos convencionais de ensaio, para determinação da massa especifica básica e a flexão estática ( módulo de elasticidade). A partir destes dados foram construídos os modelos de calibração para previsão das propriedades avaliadas. Para validação das amostras externas com base nos modelos desenvolvidos, obteve-se coeficientes de correlação entre 0,79 a 0,81. Durante a execução do trabalho, observou que alguns corpos-de-prova tinham a presença de fungos manchadores. Desta forma, aproveitou-se este material para investigar a influência desta mancha azul em metodologias espectroscópicas. Deste material contaminado foram capturadas as assinaturas espectrais em espectrômetro, na faixa de 400 a 1000 nm. Com estes dados realizou- se uma analise exploratória por Análise por Componentes Principais (PCA) e classificação via SIMCA, onde se verificou a discriminação em dois grupos: madeiras sadias e contaminadas e a classificação foi eficiente. No geral, observa-se que a utilização da espectroscopia óptica preenche os requisitos necessários para determinação da qualidade de lâminas de madeira e demonstra uma possível utilização para classificação de lâminas no processo produtivo.

With the expansion of the veneer industries and increasingly demanding markets, these companies should be more efficient as employees for industrial processes using information secure, accurate and directly related to the product you wish to obtain. Thus the search for new technologies to ensure the uniformity of product quality has become constant. In front of this approach, this research study was to evaluate the potential of the combined spectroscopic measurements chemometrics tools for classification of wood veneer of Pinus spp. The sample was collected from the Lavrasul Veneer and Plywood Industry, located in Canoinhas-SC. The material was selected randomly in the industrial process in order to simulate all the heterogeneity of raw material. NIR spectra were obtained the samples using spectrophotometer, the wavelength range 1100 – 2500 nm, and subsequently underwent a review by its conventional methods for testing, to determine the basic density and tests of static bending (modulus of elasticity). From these data were built for calibration of the models predicting the properties evaluated. For external validation of the samples based on the models developed, it was obtained R2 between 0.80 to 0.81. During the execution of the work, noted that some samples had the presence of blue stain fungi. Thus, this material has applied to investigate the influence of the blue stain on spectroscopic methods. This contaminated material was captured in the spectra, in the range of 400 to 1000 nm. With this data was held by an exploratory analysis by Principal Components Analysis (PCA) and classification via SIMCA, where there was a breakdown into two groups: healthy and contaminated wood and classification was efficient. Overall, it observe that the use of optical spectroscopy meets the requirements for determining the quality of veneers and demonstrates a possible use for classification of wood veneer in the production process.